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冠状病毒,一类主要感染脊椎动物的单股正链RNA病毒,其基因组是已知RNA病毒中最大的 (~30kb), 能在人和动物中导致多种多样的疾病。人们熟知的冠状病毒包括2003年在我国爆发的重症急性呼吸综合征(SARS)病毒和2012年在中东地区流行的中东呼吸综合征冠状病毒(MERS)。这两次由冠状病毒引起的疾病流行均在全球范围内引发强烈关注。就在昨天,中央电视台报道了在我国广东出现的首例输入性中东呼吸综合征确诊病例,又一次将人们关注的焦点指向冠状病毒。
冠状病毒的名称源于病毒颗粒在电子显微镜下的呈现日冕样形态。这一形态是由分布于病毒包膜上的众多刺突蛋白(spike, S)所形成的。冠状病毒的包膜上通常含有3类囊膜糖蛋白:S蛋白,小包膜蛋白(Envelope Protein, E),和膜蛋白(Membrane Protein,M)。少数冠状病毒含有第四种囊膜糖蛋白,即血凝素酯酶(Haemaglutinin-esterase,HE)。S蛋白主要负责跟宿主的特异的蛋白受体相互作用,介导病毒和细胞膜的融合,从而让病毒的基因组进入细胞; E蛋白和M蛋白对于冠状病毒的有效装配和出细胞起着非常重要的作用;而HE蛋白的功能则跟流感病毒的神经氨酸苷酶(neuraminidase,NA)相似,对于子代病毒的释放非常重要。
根据基因组序列的同源性,冠状病毒可分为4个属,a,b,g,和d。目前已发现的人的冠状病毒主要有6种,分别命名为:229E,NL63, HKU1,OC43,SARS和最近发现的中东呼吸综合症病毒(Middle-eastRespiratory Syndrome,MERS)。其中229E和NL63属于a冠状病毒,HKU1和OC43属于b冠状病毒A亚型,SARS属于b冠状病毒B亚型,而MERS则属于b冠状病毒C亚型。感染229E,NL63, HKU1,和OC43的症状跟普通感冒类似,大部分人在6岁以前都被感染过,只有在少数小孩、老人、或免疫缺陷的人才会导致较严重的肺炎。与此相对应的是SARS和MERS病毒,它们的感染会导致严重的肺炎,确诊病例死亡率分别达到9.6%和38%。
冠状病毒的基因组约为27-32Kb,其中前2/3(ORF1ab)编码一个非结构性多聚蛋白(Polyprotein 1ab,PP1ab),而后面1/3编码四个结构性蛋白,即为S、E、M和N蛋白。PP1ab进一步由病毒蛋白酶切割形成16个非结构性蛋白(nonstructural protein,NSP),大多数NSPs参与病毒复制复合物的形成。其中NSP14编码3’-5’的外切酶,由于NSP14的存在使冠状病毒基因组复制的保真性比其它RNA病毒提高了1-2个数量级,这可能是为什么冠状病毒的基因组能达到将近30Kb的一个主要原因。
虽然由于SARS和MERS的爆发,有关冠状病毒的研究进展很快,但仍然有许多关键科学问题有待解决,例如1.适用的动物模型有限; 2.有关病毒复制机制空白较大,主要的复制蛋白的结构完全没有;3.病毒的装配机制基本不清楚;4.只有局部的S蛋白构象,但整体S蛋白的构象完全空白,S蛋白介导的膜融合机制也并不是很清楚;5.没有有效药物和疫苗。
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GMT+8, 2024-12-26 14:25
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